一二次融合环网柜的试验分析
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作者:杨东亮
摘 要：為了加快我国电网规模化改造的速度，实现对电网线损实现分区域、分电压等级、分元件、分台区的同期管理，降低线损率，提高线损管理水平，国家电网针对电气设备中一二次设备不匹配的问题提出了新的结构要求和试验要求。本文以一二次融合环网柜为例，简单介绍了什么是一二次融合环网柜和一二次融合环网柜的基本结构，并对一二次环网柜的试验内容、在实验中遇到的问题及相应解决措施进行了探究。
关键词：一二次融合 环网柜 试验
中图分类号：TM643 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）05（c）-0159-02
我国目前运行的一二次融合环网柜的一次设备和二次设备大多数采用的分开招标的模式购买，在使用前鲜有进行过联合运行测试，且不同厂家生产的一二次设备规格、质量不一，其兼容性、功能扩展性和互换性差，导致一二次融合网柜线功能性和安全性无法得到保障，出现线损难以计算、单相接地故障等多种问题[1]。为了符合国家电网对一二次设备提出的新要求，对一二次融合网柜的结构和试验进行分析是有必要的。
1 基本概述
1.1 一二次融合的含义
一次回路是指设备的主要回路，即该设备为了实现其功能的回路;二次回路是指对一次回路设备进行保护、控制、测量的设备按照一定顺序连接构成的回路;一二次融合就是将一次回路和二次回路通过合理的方式连接到一起，以提高设备的效率、可控性和安全性[1]。
1.2 环网柜概述
环网柜根据其结构分为空气绝缘、SF6绝缘。其中SF6负荷开关具有独特的优势，在使用上可以实现接通、断开和接地。而且抗压能力较强，适用于在城乡电网中应用。其实，环网柜属于一组电气设备，它是由多个装在非金属绝缘体中的输配电气设备采用间隔拼装方式组成环网供电单元。它以负荷器和熔断器为核心，具有造价便宜、工艺简单、体积小、维护廉价的优点，作用是提高供电参数、供电性能和供电安全。被广泛应用于城市住宅区和工业区的配电站及箱式变电站中。
2 环网柜的基本结构
环网柜由三个单元及相应辅助结构构成。三个单元为：断路器单元、负荷开关单元、带隔离开关的母线电压互感器单元。辅助结构包括底座、站所终端和航插电缆。三个单元分别固定在底座上，相互之间有一定间隔。环网柜的体积不易过大，加上底座高度应小于等于180cm，为了便于运输，环网柜底座需留有叉车插槽以及整体吊装的吊柱。站所终端通常置于环网柜侧面，不固定在底座上。断路器单元和负荷开关单元各自配置1只26芯航空插座，母线电压互感器单元配置2只26芯、1只20芯和1只4芯航空插座。航空接插插头、插座采用螺旋纹结构锁紧，防止误插，插针和导线的端接采用焊接方式，保证其稳定性[2]。
3 一二次融合环网柜试验内容
3.1 结构及外观检查
主要检查环网柜的结构是否完整，包括电压互感器、电流互感器、配电终端、各类接口是否符合处于正确的位置，是否有损坏，航插电缆是否密封;带电显示器、警示标志、各类示意图、气压指示器等外在标志是否清晰。
3.2 功能试验
功能试验包括4个部分：（1）绝缘试验，主要测试绝缘电阻是否有效，是否能承受对工频电压和雷电冲击。（2）准确度试验，先分别运行一次设备和二次设备，检查设备独立运行准确度，无误后，进行成套试验。（3）配套电源能力试验，测试配套电源是否能够独立满足配电终端线损模块、配套通信模块、正常开关机模块的同时运行。（4）传动功能试验，测试其基本功能、远程控制功能和远程通信功能。
3.3 故障与安全性试验
检查各类参数配置是否正确，是否有接地故障、短路故障和功能故障。并试验其保护装置在故障发生时的运行状况，能否满足应急要求。最后对整体结构进行抖动试验、高温环境试验、低温环境试验。
4 一二次融合环网柜试验中的问题
4.1 结构及外观检查方面的问题
大多数厂家和用户更看重设备结构的完整性，反而在一定程度上忽略了其外在的标志的完整性，在使用过程中形成了一种潜在的危险。很大一部分环网柜出厂时未配置带电显示器，未粘贴警示标志和各类示意图等。当设备正常运作时，外在标志形同虚设。但是当设备出现问题时，各种外在标志能帮助用户更快地发现问题和解决问题。无论是厂家还是用户，必须详细按照要求来检查设备是否完整。
4.2 绝缘试验方面的问题
该问题属于设备功能性问题，厂家和用户都比较重视。大多数厂家都会对设备工频电压承受能力进行试验，不合格产品较少。但受限于资金和技术不足，部分厂家无法对设备进行雷冲试验，导致用户无法设计合适的防雷冲措施对设备进行保护。对于这种情况，厂家之间应该加强合作，没有能力进行雷冲试验的厂家可以到有能力的厂家处进行实验。另外，用户在接收设备后，最好进行一次完整的绝缘试验，因为绝缘体可能在运输或安装过程中损坏。
4.3 准确度、带载和传动试验方面的问题
诸如此类问题的产生源头一般在于一二次设备自身精准度的问题或者是一二次设备匹配度不够高。主要问题有：零序电压和零序电流误差超过允许的范围、不能进行远程控制和远程通信、配套电源不能满足满负荷运行的需求[3]。在出厂前，终端设备必须要经过相关机构进行精准的测试，或者向已通过测试的厂家购买。尽可能从同一厂家购买一二次设备，这样在匹配度上就有了一定的保证，尤其像各类接口和插头是否存在松动的情况。
4.4 故障与安全性试验方面的问题
排除故障、保障安全是二次设备的核心任务。由于该项试验内容较多，难度大，部分厂家难以保证试验质量。产生的问题也较多，例如，金属性接地故障、小电阻接地故障、高阻接地故障、电路短路、小型配件因抖动脱落、部分元件因高温或低温产生故障等[3]。想要解决这个问题，只能通过加大出厂前试验的投入力度，或者交付专业机构进行实验。
5 结语
通过分析一二次融合网柜结构设计和功能试验的要求，我们发现想要生产出符合当下环境需求的优秀产品，有赖生产厂家（包括各元件、配件、插件、组装等）对国家电网的要求有详细了解并严格遵守要求。有关人员在设备出厂前，必须按照要求对设备进行检查和试验，用户在接收设备时要进行2次检查和试验，保证设备运行的效率和安全，为我国电网的规模化改造做出贡献。
参考文献
[1] 曹为正，张志良.浅析一二次融合环网柜的试验[J].科技经济导刊， 2018（19）：82.
[2] 胡凡君，张勤，李鹏，等.基于NPE算法的环网柜故障检测方法研究[J].自动化仪表，2017，38（10）：69-73.
[3] 李红青，张志丹，朱吉然，等.配电网新型一二次融合成套设备测试方法研究[J].湖南电力，2018，38，239（2）：47-52.
[4] 吴刚.加速业务融合 促进配网调度管理工作稳步推进[J].经营管理者， 2015，10（36）：92-93.
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